ЛОПАСТЬ ВЕНТИЛЯТОРА ГРАДИРНИ Российский патент 1998 года по МПК F28C1/00 

Изобретение относится к вентиляторным градирням и может быть использовано, например, в промышленной теплоэнергетике, в частности на химических, нефтехимических и других предприятиях, где требуется охлаждение оборотной воды.

Известны вентиляторные градирни, содержащие корпус с воздуховходными окнами и размещенным в его нижней части водосборным бассейном, установленные в корпусе ороситель, водораспределитель и водоуловитель, закрепленное в верхней части корпуса вытяжное устройство, включающее конфузор с размещенным в его наименьшем сечении вентилятором диффузор (1).

Однако лопасти вентиляторов известных градирен неэффективны в работе и часто выходят из строя, известны одновентиляторные градирни, включающие башню с воздухопускными проемами, оросительное устройство, водосборный бассейн, вентилятор с втулкой и лопастями и электропривод вентилятора. Лопасти вентилятора известных градирен выполнены в виде винтовых лопастей и жестко закреплены на внутренней поверхности втулки, выполненной в виде цилиндрической оболочки диаметром, равным диаметру выходного отверстия вытяжной башни (2). Лопасти, выполненные в виде винтовых поверхностей и применяемые в вентиляторах известных градирен, неэффективны с точки зрения их работоспособности.

Известна также лопасть несущего винта, содержащая лонжерон, соединенные с ним нервюры и обшивку (3). Лопасть несущего винта на конце до одной трети ее длины выполнена серповидной в плане, выпуклой стороной вперед по движению, сужающейся к концу в 2,5 3,5 раза и с отклонением аэродинамической оси от прямолинейной оси основной части лопасти до 15^o вперед и до 60^o назад.

Однако известная лопасть несущего винта непригодна для использования в качестве лопасти вентилятора градирни с точки зрения функционального назначения. Лопасть работает как консольная балка и обладает неудовлетворительными жесткостными и аэродинамическими характеристиками. В элементах лопасти возникают повышенные напряжения от изгиба и кручения из-за особенностей формы ее в плане, для обеспечения необходимой скорости потока требуется большая угловая скорость, которую трудно достичь в вентиляторах.

Задачами изобретения являются упрочнение и облегчение конструкции лопасти путем совершенствования силовой схемы (при неизменных аэродинамических характеристиках).

Указанные задачи достигаются тем, что в лопасти вентилятора градирни, выполненной сужающейся к концу и содержащей лонжероны, соединенные с ними нервюры, стрингеры и обшивку, лонжероны выполнены в виде расходящихся от несущей оси продольных элементов, причем каждый лонжерон (продольный элемент) состоит из двух пересекающихся в зоне усиленных нервюр половин. Первая половина продольных элементов (лонжеронов) расположена ближе к центру вращения вентилятора градирни и представляет собой веерообразно расходящиеся части лонжеронов. Вторая половина продольных элементов представляет собой части лонжеронов, проложенные вдоль лопасти и направленные от внешних концов веерообразно расходящихся частей в сторону внешнего донца лопасти. Вторая часть лонжеронов в зоне внутреннего конца лопасти, свободной от первой части лонжеронов, переходит в стрингеры. Продольные элементы совместно с поперечными элементами (нервюрами) образуют карнас лопасти вентилятора градирни.

На фиг. 1 схематически показан вентилятор градирни в составе общей компоновки градирни; на фиг. 2 схема установки лопастей на ступице вентилятора; на фиг. 3 лопасть вентилятора в плане.

Вентиляторная градирня содержит каркас, выполненный обычно из металла и состоящий из диффузора 1, горловины 2 и конфузора 3. Конфузор 3 опирается на железобетонную часть 4, которая в большинстве случаев выполнена цилиндрической и поддерживается посредством стоек 5, обычно наклонного типа. Под колоннадой 5 расположен водосборный бассейн 6. Внутри каркаса градирни смонтирована оросительная система 7, водораспределитель 8 и каплеуловитель 9. Внутри центральной стойки 10 установлен вал 11 привода 12 вентилятора. Вентилятор содержит ступицу 13, на которую крепится ось 14 лопасти 15 вентилятора градирни. В плане лопасти выполнены в виде трапеции (фиг. 3). Каркас лопасти 15 сформирован из продольных элементов лонжеронов и поперечных элементов нервюр 16. К каркасу лопасти 15 крепится обшивка (обечайка) 17. Продольные элементы (лонжероны) состоят из двух половин внутренних частей 18 и внешних частей 19. Внутренние части 18 расположены ближе к центру вращения вентилятора и веерообразно расходятся от несущей оси 14. Внешние части 19 проложены вдоль лопасти в сторону внешнего конца лопасти (меньшего основания трапеции). Внешние части 19 и внутренние части I8 лонжеронов стыкуются друг с другом (переходят друг в друга) в зоне усиленных нервюр 16. При этом крайние (расположенные с краев лопасти) лонжероны имеют точку изгиба (стыковки) на ближних к оси вращения вентилятора усиленных нервюрах, а средние лонжероны на более удаленных. Внешние части 19 лонжеронов в зоне внутреннего конца лопасти, свободной от первой части лонжеронов, переходят в стрингеры 2О.

Лопасть вентилятора градирни работает следующим образом. Вращение от привода 12 через вал 11 передается ступице I3 вентилятора, и таким образом лопасти 15 приводятся во вращение. Вращаясь, лопасти 15 захватывают воздух снизу и прокачивают его вверх. Тем самым в конфузоре 3 создается разрежение, которое приводит к подсосу воздуха сквозь окна между стойками 5 из атмосферы. Восходящие потоки воздуха охлаждают падающие вниз капли воды из водораспределителя 8.

При вращении вентилятора на каркас лопасти 15 действуют гравитационные, центробежные и аэродинамические силы через обшивку 17.

Выполнение силовой схемы лопасти вентилятора в описанном порядке позволяет упрочить и облегчить конструкцию, обеспечивает передачу сил и изгибающих моментов непосредственно к опорным звеньям. Обеспечивается большая равнопрочность элементов лопасти. Благодаря повышению прочности достигается безаварийность работы и тем самым лопасти не повреждают каркас градирен.

Использование: в промышленной теплоэнергетике. Сущность изобретения: лопасть вентилятора градирни содержит лонжероны, нервюры и стрингеры и обшивку. Новым в лопасти является выполнение лонжеронов из двух половин, а именно ближайшие к центру вращения вентилятора части расположены веерообразно, с ним состыкованы расположенные вдоль лопасти внешние части лонжеронов, которые переходят в стрингеры. Части крайних лонжеронов состыкованы на ближних к оси вращения усиленных нервюрах, а средние - на более удаленных усиленных нервюрах. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Лопасть вентилятора градирни, выполненная сужающейся к концу и содержащая лонжероны, соединенные с ними нервюры, стрингеры и обшивку, отличающаяся тем, что лонжероны выполнены в виде расходящихся от несущей оси продольных элементов, причем каждый лонжерон состоит из двух пересекающихся в зоне усиленных нервюр половин, при этом находящиеся ближе к центру вращения вентилятора внешние части соединены с их концами и проложены вдоль лопасти. 2. Лопасть по п.1, отличающаяся тем, что крайние лонжероны имеют точку стыковки на ближних к оси вращения вентилятора усиленных нервюрах, а средние лонжероны состыкованы на более удаленных от центра вращения вентилятора усиленных нервюрах. 3. Лопасть по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что внешние части лонжеронов в зоне внутреннего конца лопасти переходят в стрингеры.